Lari Iso-Anttila DVB-H Implementation Guidelines 7.4.2006 - Seminaari.

Esitys aiheesta: "Lari Iso-Anttila DVB-H Implementation Guidelines 7.4.2006 - Seminaari."— Esityksen transkriptio:

1 Lari Iso-Anttila DVB-H Implementation Guidelines 7.4.2006 - Seminaari

2 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center2 Uudet fyysisen kerroksen elementit DVB-H sisältää uusia elementtejä DVB-T elementtien lisäksi. Uudet elementit ovat: – TPS-bitit –4K mode –in-depth lomittelu.

3 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center3 4K moodi DVB-H perii DVB-T tekniikasta 2K moodin sekä 8K moodin, yhteen sopivuuden takaamiseksi DVB-T tekniikan kanssa. 4K moodin lisääminen tuo joustavuutta verkkosuunnitteluun, tarjoten mobiili vastaanottoon lisää tehokkuutta.

4 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center4 4K moodi (J) DVB-H on suunniteltu pääsääntöisesti vastaanottamaan ”TV”-lähetyksiä mobiileissa laitteissa. DVB-T standardilla on tarjottavana mobiili laitteille vain 2K ja 8K moodit. 2K moodi tarjoaa paremman suorituskyvyn kuin 8K moodi.

5 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center5 4K moodi (J) 4K moodi on arkkitehtuurillisesti ja laitteisto tasolla yhteensopiva DVB-T rakenteen kanssa. 4K moodin lisääminen vaatii pieniä muutoksia laitteiston lähetys- ja vastaanottopuolelle.

6 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center6 4K moodi (J) 4K moodin lisäämisen aiheuttamat muutokset laitteisto tasolla.

7 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center7 4K moodi (J) Taulukosta voidaan nähdä 4K moodin suojavallin pituus verrattuna 2K ja 8K moodiin. Tämä tieto auttaa verkonsuunnittelussa, kun rakennetaan optimaalisia SFN - verkkoja. 8K4K2K ¼224µs112µs56µs 1/8112µs56µs28µs 1/1656µs28µs14µs 1/3228µs14µs7µs

8 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center8 Suorituskyky 2K moodin OFDM-modulointi ja siihen liittyvät pienet suojavallit, vaikuttavat siten, että 2K moodi sopii hyvin vain pieniin yhden taajuuden verkkoihin (SFN). Tästä johtuen tehokkaiden verkkojen suunnittelu on hankalaa. 4K moodin OFDM-modulointi on pitempi kestoinen ja pitemmät suojavallit kun verrataan 2K moodin OFDM-modulointiin. Tämä sallii keskikokoisten SFN-verkkojen suunnittelun.

9 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center9 Suorituskyky (J) DVB-T:n 8K moodin suorituskyky on taas mobiili vastaanotolle surkea. 8K moodin heikkous on erityisesti järkevässä vastaanotto kustannuksissa. 4K moodissa on erityisesti huolehdittu suorituskyvystä, tehokkuudesta ja mobiili vastaanoton valmiudesta.

10 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center10 Suorituskyky (J) Mobiili vastaanotolle käytettävin kantoaallon modulaatio muoto on 16QAM, jonka modulointi nopeus on ½ tai 2/3. Tämä vaatii kohtuullisen signaali kohina suhteen (C/N), joka tarjoaa riittävän siirtokaistan DVB-H palveluille.

11 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center11 Pulmallisuus, hinta ja muut kaupalliset vaatimukset Jos verrataan jo olemassa olevia 2K/8K DVB-T vastaanottimia, niin 4K moodin lisääminen ja in-depth lomittelu ei vaadi lisää muistia, lisä virtaa tai merkittävästi uutta logiikkaa. Verkonpuolella voidaan olettaa, että muutokset olisivat minimaalisia, koska muunnokset koskevat modulaattoria, joten ei ole tarvetta kalliisiin muutoksiin.

12 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center12 TPS-bit TPS on kanava jota voidaan käyttää välitysparametrien kuljetukseen. TPS-bitti tarjoaa DVB-T siirto järjestelmälle tiedon signaalin siirtokapasiteetista. TPS toimii myös hyvin alhaisilla C/N-arvoilla. Siirrettävä tieto on paljon nopeampaa demoduloida TPS-signaalista kuin esimerkiksi SI tai MPE-otsikosta. Tämän vuoksi DVB-H:ssa käytetään aikaviipalointia, MPE-FEC:iä, ja 4K moodin.

13 Lari Iso-Anttila DVB-H:n ja DVB-T:n yhteensopivuus

14 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center14 Aikaviipalointi ja MPE-FEC Aikaviipaloinnin ja MPE-FEC:in toteuttamisesta ei synny yhteensopivuus ongelmia, koska ne toteutetaan Link Layer tasolla. Aikaviipalointi ja MPE-FEC ovat täysin yhteen sopivia jo olemassa olevien DVB fyysisten tasojen kanssa, kuten DVB-T, DVB-S, ja DVB-C. Lisäksi verkkotason liitäntä käyttää hyväkseen myös purskemuotoista dataa ja näin ollen aikaviipalointi on myös yhteensopiva täysin jo olemassa olevien DVB-järjestelmien kanssa.

15 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center15 Aikaviipalointi ja MPE-FEC (J) MPE-protokolla joka käyttää aikaviipalointia ja MPE-FECiä on täysin taaksepäin yhteensopiva. Aikaviipalointi ja MPE-FEC ovat myös yhteensopivia niiden palveluiden kanssa, jotka eivät käytä aikaviipalointia tai MPE- FECiä.

16 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center16 Aikaviipalointi ja MPE-FEC (J) Aikaviipalointia käyttävät palvelut varaavat itselleen tiedonsiirtokaistasta osan, tämä voi vaikuttaa myös niiden palveluiden tiedonsiirtokaistaan jotka eivät käytä aikaviipalointia. Perinteinen DVB Integrated Reveiver Decoderi (IRD) saattaa asettaa rajoituksia aikaviipaloituihin palveluihin, koska se ei välttämättä pysty vastaanottamaan nopeamman siirtonopeuden palveluita. Tämä ei kuitenkaan aiheuta yhteensopivuus ongelmia.

17 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center17 Aikaviipalointi ja MPE-FEC (J) Vaikka jo olemassa olevat DVB IRD:t eivät ehkä tue aikaviipalointia niin IRD:t voidaan helposti muokata tukemaan aikaviipalointia ohjelmisto päivityksellä.

18 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center18 DVB-H signaloinnin yhteensopivuus DVB-H signalointi on täysin taaksepäin yhteensopiva. DVB-H signaloinnin yhteensopivuus on toteutettu ”varattu tulevaa käyttöä varten” olevilla biteillä. Tällä hetkellä nämä varatut bitit ohitetaan DVB-T vastaanottimissa.

19 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center19 4K moodi ja in-depth lomittelu 4K moodin ja in-depth lomittelu vaikuttaa myös yhteensopivuuteen DVB-T:n fyysisen kerroksen määrittelyn kanssa. Koska nykyiset DVB-T vastaanottimet eivät pysty purkamaan DVB-H signaalia.

20 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center20 4K moodi ja in-depth lomittelu (J) 4K moodi ja in-depth lomittelu ovat kuitenkin ”yhteensopivia” nykyisen DVB- T määrittelyn kanssa. 4K moodin ja in-depth lomittelun spektri vaatimukset ovat yhteensopivia nykyisen 2K ja 8K DVB-T moodien kanssa

21 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center21 4K moodi ja in-depth lomittelu (J) Systeemitason yhteensopivuus: –4K moodin lisääminen voisi tapahtua 2K:n ja 8K:n interpoloinnilla. Tämä vaatisi vain pienen logiikkakontrollerin laitteistoon joka olisi täysin yhteensopiva jo olemassa olevan laitteiston kanssa.

22 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center22 4K moodi ja in-depth lomittelu (J) Vastaanottimen yhteensopivuus: –Nykyiset 2K ja 8K vastaanottimet eivät osaa ottaa vastaan uutta 4K signaaleja, mutta tämä ei ole vakava rajoitus DVB-H verkolle joka käyttää 4K moodia. –Kanavointi on ainoa tekijä joka asettaa rajoituksia DVB-T:n ja DVB-H:n palveluiden välillä.

23 Lari Iso-Anttila DVB-H verkot

24 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center24 DVB-H parametrit DVB-H parametrit jakautuvat kahdelle kerrokselle, fyysiselle kerrokselle ja linkki kerrokselle. Linkki kerroksen parametrit ja erityisesti MPE-FEC:in parametrit ovat erittäin tärkeitä DVB-H verkoille, koska todellinen peittoalue on riippuvainen FEC- lisäosasta.

25 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center25 DVB-H parametrit Linkki kerroksen tärkeimpiä parametreja ovat: –Palveluun pääsy aika –Virrankulutus –MPE-FEC:in koko –Keskimääräinen ”Elementary Stream (ES)” siirtonopeus –Purske/suojavalli aika Tärkeimmät parametrit DVB-H vastaanottimelle on: –Vastaanottimen synkronisointiaika –Virrankulutus

26 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center26 Vastaanottimen synkronisointiaika Synkronisoinnissa tapahtuu seuraavat vaiheet –Ensimmäiseksi synkronoidaan RF PPL –Tämän jälkeen automaattinen vahvistuksen säätö –Viimeisenä synkronoidaan COFDM

27 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center27 Vastaanottimen synkronisointiaika Vastaanottimen synkronisointiaika vaihtelee tapauskohtaisesti. Synkronisointiaikaa voidaan pienentää jos DVB-H parametrit ovat etukäteen tiedossa.

28 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center28 Virrankulutus DVB-H:ssa virrankulutus on jaettu viiteen eri tilaan. Ne ovat –RF_ON »RF on päällä ja demodulointi on aktiivinen. Aikaviipaloitupurske on vastaanotettu. (n.400mW) –RF_OFF1 »RF on pois päältä ja MPE-FEC laskutoimitus käynnissä. (n.50mW) –RF_OFF2 »MPE-FEC laskutoimitus on suoritettu ja tietoa siirretään ohjelmisto tasolle. –RF_OFF3 »Ohjelmisto taso on valmis ja vastaanotin odottaa seuraavaa pursketta. (n.10mW) –SLEEP »Ohjelmisto taso ei ole päällä ja vastaanotin odottaa herätys komentoa.

29 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center29 Virrankulutus

30 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center30 DVB-H verkko DVB-H verkkojen laajentamiseen voidaan myös käyttää yhden kanavan toistimia, mikä on myös suositeltavaa, koska niitä on helppoja kehittää ja kustannuksiltaan halpoja. Yhden kanavan toistimen käytöstä syntyy viivettä mutta sen tyypillinen kesto on noin 15µs, joten se ei haittaa vastaanottimen toimivuutta.

31 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center31 DVB-H verkko Yhden kanavan toistimien käyttö ei välttämättä ole ongelmatonta, koska toistimesta lähtevä signaali saattaa palautua takaisin toistimen sisään menoon ja näin aiheuttaa silmukan toistimelle. Tästä seuraa kaksi ongelmaan –Aaltoilua siirtofunktiossa ja –Toistimen epävakaus

32 Lari Iso-Anttila 7.4.2006Telecommunication Research Center32 DVB-H verkko SFN-verkko voi toimia myös synkronisoidusti käyttämällä suuritehoista päälähetintä sekä pienitehoisia lähetinvastaanotin yksikköjä. Pienitehoiset toistimet vastaanottavat signaalin päälähettimeltä ja uudelleen lähettävät signaalin toisella taajuudella. Tästä asettelusta löytyy lukuisia etuja kun verrataan tätä yhden kanavan toistimiin.